DE2165087C3 - - Google Patents

Description

trägt, und daß die magnetische Erregung in den Luftspalte bildet, wobei to zumindest einem dieser

beiden Kreisen bzw. Gruppen, bezogen auf die Bereiche Stator und Rotor mit gleichartigen Verzah-

gewählte Lage der Teilwicklungen, entgegenge- ao nungen versehen sind, die eine der Drehzaiü des Ro-

setzte Richtung hat und die Teilwicklungen so tors entsprechende periodische Änderung des magne-

zusammengeschaltet sind, daß die induzierten tischen Flusses bewirken.

Nutzspannungen gleichphasig summiert werden. Bei den bekannten Drehzahlgebern dieser Art wird

2. Drehzahlgeber nach Anspruch 1, dadurch vom Stator ein einziger magnetischer Kreis gebildet, gekennzeichnet, daß die Teilwicklungen (12, 13; as und die Induktionswicklung besteht dementspre-12', 13') Schenkel der magnetischen Kreise um- chend aus einer einzigen zwischen den zylindrischen schließen, die parallel zur Achse verlaufen. Schenkeln des magnetischen Kreise? angeordneten

3. Drehzahlgeber nach Anspruch 2, dadurch Spule. Die Erregung des magnetischen Kreises kann gekennzeichnet, daß im Stator einer der ringför- durch einen Gleichstrom erfolgen, der durch die Inmigen Schenkel des magnetischen Kreises in zwei 30 duktionsspule selbst oder durch eine besondere Erdurch zwei Ausnehmungen (6, 7) voneinander regerwicklung fließt, oder auch durch ein permanengetrennte bogenförmige Teile (8, 9) unterteilt tes Magnetfeld. Infolge der periodischen Änderung sind. des magnetischen Widerstandes und damit des ma-

4. Drehzahlgeber nach Ansj ruch 3, dadurch gnetischen Flusses bei der gegenseitigen Verschiegekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (6, 7) 35 bung der Verzahnungen von Stator und Rotor wird um 180° gegeneinander versetzt sind. in der Spule eine Nutzspannung erzeugt, deren Fre-

5. Drehzahlgeber nach Anspruch 3 oder 4, da- quenz proportional der Drehzahl des Rotors ist.
durch gekennzeichnet, daß jeder der bogenförmi- Wenn sich in der Nähe eines solchen Drehzahlgegen Teile (8, 9) eine seiner Form angepaßte Teil- bers elektromagnetische Störque'wjn befinden, wie Wicklung(12,13)trägt 40 z.B. Wechselstrommotoren, Transformatoren oder

6. Drehzahlgeber nach Anspruch 3 oder 4, da- Oszillatoren, so werden in der Spule des Gebers zudurch gekennzeichnet, daß der äußere ringför- sätzlich Störspannungen induziert, die sich der Nutzmige Schenkel unterteilt ist und jede der beiden spannung überlagern und viel größer sein können als Teilwicklungen (12', 1.3') den ihr zugeordneten diese. Neben dieser Überlagerung tritt eine Amplitubogenförmigen Teil (8, 9) und den ringförmigen 45 denmodulation der Nutzspannung mit der Störspaninneren Schenkel (5) umschließt. nung auf. Sowohl durch die Überlagerung als auch

7. Drehzahlgeber nach Anspruch 1, dadurch durch die Amplitudenmodulation wird bei der Weigekennzeichnet, daß die Teilwicklungen (12", terverarbeitung des Signals in einem nachfolgenden 13") die zwischen den bogenförmigen Teilen lie- Schmitt-Trigger oder einer ähnlichen Schaltung der genden radial verlaufenden Schenkel der magne- 50 Ausgangsspannung eine Frequenzmodulation erteilt, tischen Kreise umschließen. Es entsteht also auch dann, wenn der Rotor sich völ-

8. Drehzahlgeber nach einem der Ansprüche 1 Hg gleichmäßig dreht, eine frequenzmodulierte Ausbis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung gangsspannung, obwohl deren Frequenz proportional der magnetischen Kreise durch die Induktions- der Drehzahl des Rotors, also konstant sein müßte, wicklung selbst erfolgt. 55 Die auf diese Art entstandene Frequenzmodulation

9. Drehzahlgeber nach einem der Ansprüche 1 der Nutzspannung wirkt sich störend auf eine Regebis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung lung oder Steuerung aus, der die Nutzspannung des der magnetischen Kreise durch je eine eigene Er- Frequenzgebers als Drehzahl-Istwert angeboten wird, regerwicklung erfolgt. Aus der USA.-Patentschrift 2669669 ist ein in-

10. Drehzahlgeber nach einem der An- 60 duktiver Drehzahlgeber bekannt, dessen zwei Abnahsprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mespulen einschließlich des Rotors im Innern eines Erregung der magnetischen Kreise durch Per- Hohlzylinders aus permanentmagnetischem Material manentmagnete erfolgt. mit axialer Magnetisierung angeordnet sind, wobei

11. Drehzahlgeber nach einem der An- die Stirnflächen des Hohlzylinders mit je einer sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß 65 weichmagnetischen Platte abgedeckt sind. Mit dieser die Teilwicklungen an ein Netzwerk angeschlos- Ausbildung soll unter anderem eine vollständige Absen sind, in welchem einstellbare Anteile der in schirmung der Abnahmespulen gegenüber magnetiden Teilwicklungen induzierten Spannungen sehen Streufeldern erzielt werden. Das trifft aber in

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den Mantel dee Rotors 1 ^einschließen. Der erste megnetieobe

W^ p^gnetiscne Mate- Kreis (links) besteht aw den Elementen 5-XQ-8 des

djjegerwge magnetische Permeabilität und so- Stators und 4-XI-3 des Rotors, der zweite magnetiauch nur eine geringe abschirmende Wirkung sehe Kreis (rechts) aus den Etementen 5-10-5 des ... „ . .. _Lt 5 Stators und 4-U-3 des Rotors. Die übrigen, bis jetzt

ausreichende magnetische Abschirmung des nicht erwähnten TeUe von Stator und Rotor haben hlgebers oder der Störquellen erfordert, so- bei jedem der Ausführungsbeispiele nur mechanische sie überhaupt durchführbar ist» einen erhebli- Aufgaben und kannten deshalb auch aus nichtmagne-Aufwand. Dies gUt auch für andere Gegenraaß- tischem Material bestehen,
en, wie z. B. die Anwendung von Filtern, die im to Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. X und 2 gn nur unter bestunmten Voraussetzungen Er- trägt jeder der beiden bogenförmigen Teile8 und» [ bringen können. des Stators 2 eine seiner Form angepaßte, halbmond-

*-r Erfindung hegt als Aufgabe die Schaffung ahnliche Teilwicklung 12 bzw. 13, die in der Zeichinduktiven Drehzahlgebers mit den eingangs nung durch zwei Windungen dargestellt ist Die innenten Merkmalen zugrunde, dessen Ausgangs- »5 ren Abschnitte dieser Teüwicklungen verlaufen in auch bei Einwirkung von elektromagnetischen einer zwischen dem zylindrischen Schenkel 5 und den feldern nur geringe Anteile von Störspannungen bogenförmigen Teilen 8 bzw. 9 des Stators gebildeten alt. ersten Kammer. Zur Aufnahme und zum Schutz der

Lösung dieser Aufgabe weist der erfindungs- äußeren Abschnitte der Teüwicklungen ist im Stator näße Frequenzgeber die im Hauptanspruch ge- 20 mittels eines zylindrischen Mantels 14 eine zweite kennzeichneten Merkmale auf. ringförmige Kammer gebildet.

Möglichkeiten zur weiteren Ausgestaltung der Er- Die beiden Teilwicklunger. *2 und 13 der Induk-

öndung im Sinne der Unteransprüche ergeben sich tionswicklung des Stators 2 dieaen beim Ausfüh-

an Hand von Ausführungsbeispielen aus der nachfol- rungsbeispiel auch als Erregerwicklung der beiden

genden Beschreibung in Verbindung mit der Zeich- 25 oben beschriebenen magnetischen Kreise, denen sie

nung. In dieser zeigt zugeordnet sind. Sie liegen über einen relativ großen

Fig. 1 einen vereinfachten Axialschnitt durch ein Vo:widerstand 15 an einer Stromquelle 16 und sind

erstes Ausführungsbeispiel eines Drehzahlgebers, mit einer solchen Polung in Reihe geschaltet, daß die

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Stator des Dreh- Erregung in den beiden in der Zeichnung links und

zahlgebers der Fig. 1, 30 rechts angeordneten magnetischen Kreisen entgegen-

Fig. 3 einen vereinfachten Axiaischnitt durch ein gesetzte Richtung hat.

zweites Ausführungsbeispiel eines Drehzahlgebers, Unter Zugrundelegung der eingezeichneten

Fig.4 eine Draufsicht auf den Stator des Dreh- Strompfeile hat also in den beiden magnetischen zahlgebers der F i g. 3, Kreisen der magnetische Fluß jeweils eine solche

F i g. 5 einen vereinfachten Axialschnitt durch ein 35 Richtung, daß an dem bogenförmigen Teil 8 oben ein drittes Ausführungsbeispiel eines Drehzahlgebers, N-PoI und an dem bogenförmigen Teil 9 oben ein

F i g. 6 eine Draufsicht auf den Stator des Dreh- S-PoI auftritt. Damit ergibt sich folgende Wirkungszahlgebers der F i g. 5 und weise:

F i g. 7 schematisch zwei Teüwicklungen eines Durch die periodischen Änderungen ies magneti-

Drehzahlgebers, die an ein Netzwerk zur Summie- 40 sehen Widerstandes, die infolge der erwähnten Verrung von einstellbaren Anteüen der induzierten zahnung 4' und 8' sowie 4' und 9' bei der Drehung Spannungen angeschlossen sind. des Rotors entstehen, treten an den beiden in der

Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen Zeichnung links und rechts angeordneten, die Schen-(F i g. 1 bis 6) bestehen der Rotor 1 und der Stator 2, kel8 bzw. 9 enthaltenden magnetischen Kreisen deren in bekannter Weise erfolgende Lagerung nicht 45 gleichphasige Änderungen des magnetischen Flusses gezeigt ist, aus weichmagnetijchem Material. Der auf. Die dadurch in den Teüwicklungen 12 und 13 Rotor 1 trägt zwei kurze zylindrische Schenkel 3 induzierten Spannungen werden deshalb bei der geund4. Dem inneren Schenkel 3 liegt im. Stator 2 ein wählten Zusammenschaltung in gleicher Richtung ebenfalls zylindrischer Schenkel 5 gegenüber. Der summiert. Gegenüber einem Störfeld hingegen verdem äußeren Schenkel 4 gegenüberliegende, ur- 50 halten sich die beiden magnetischen Kreise anders: sprünglich ebenfalls zylindrische Schenkel hingegen Es sei angenommen, daß die Feldlinien eines sol-

ist in zwei durch zwei Ausnehmungen 6 und 7 von- chen Störfeldes in Achsrichtung verlaufen und im beeinander getrennte bogenförmige Teile8 und9 unter- trachteten Augenblick (bezogen auf Fig. 1) von unteilt. Die Ausnehmungen sind um 180° gegenein- ten nach oben gerichtet sind. Dann wird im Sehenander versetzt. Zwischen den Schenkeln 3 und 5 so- 55 kel 8 der aui die Gleichstrom-Eiregung zurückgewie dem Schenkel 4 und den bogenförmigen Teilen 8 hendc, don ebenfalls nach oben gerichtete magneti- und 9 bilden Rotor und Stator Luftspalte. sehe Fluß verstärkt, im Schenkel 9 dagegen der dort

Der zylindrische Schenkel 4 des Rotors und die nach unten gerichtete magnetische Fluß um etwa den bogenförmigen Teile 8 und 9 des Stators sind mit gleichen Beirag geschwächt. Die hierdurch in den gleichartigen, einander zugeordneten Verzahnun- 6o beiden Teüwicklungen 12 und 13 induzierten Störgen 4', 8' und 9' versehen. Da diese Verzahnungen spannungen sind deshalb gegenphasig, so daß sie sich bei Drehzahlgebern bekannt sind, sind sie in der bei der Summierung der in den beiden Teilwicklun-Zeichnung nur andeutungsweise dargestellt und nur gen induzier'en Spannungen gegenseitig im wesenthin F i g. 2 mit Bezugszeichen versehen. chen aufheben

Auf diese Weisr. werden bei jedem der Ausfüh- 65 Das Ausführungsbeispiel der F i g. 3 und 4 unterrungsbeispiele zwei über den Umfang; des Stators scheidet sich von dem der F i g. 1 und 2 durch die verteilte magnetische Kreise gebildet, die jeweils Anordnung der beiden Teüwicklungen. Diese sind ringförmige Zonen J'I» und 11 des Stators 2 bzw. des hier so ausgeführt, daß jede der Teüwicklungen 12

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und 13' den ihr zugeordneten bogenförmigen Teil 8 Stators 2, z.B. 12 und 13, werden dann in weiterer

bzw. 9 und den ringförmigen inneren Schenkel 5 um- Ausgestaltung nicht unmittelbar in Reihe geschaltet,

schließt. sondern an ein Netzwerk angeschlossen, in welchem

Bei den Drehzahlgebern der F i g. 1 und 2 sowie 3 einstellbare Anteile der in den Teilwicklungen indu-

und4 werden von den Teilwicklungen 12 und 13 5 zierten Spannungen summierbar sind. Ein einfaches

bzw. 12' und 13' solche Schenkel der magnetischen Ausführungsbeispiel einer solchen Schaltungsanord-

Kreise umschlossen, die parallel zur Achse des Dreh- nung ist in Fi g. 7 gezeigt.

zflhigebers verlaufen. Das ist bei dem Ausführungs- In F i g. 7 liegt parallel zu jeder der Teitwicklun-

beispiel der Fi g. 5 und 6 nicht der Fall. Hier um- gen 12 und 13 über je einen Kondensator 19 bzw. 20

schließen die Teilwicklungen 12" und 13" die zwi- »o ein Spannungsteiler 21 bzw. 22 mit einstellbarem

sehen den bogenförmigen Teilen 8 und 9 radial ver- Abgriff, dessen Widerstandswert wesentlich höher ist

laufenden, durch die ringförmige Zone 10 gebildeten als der Widerstand der Teilwicklnng. Die zwischen

Schenkel der magnetischen Kreise. Zur Aufnahme dem Schaltungspunkt 25 und den Abgriffen der

und zum Schutz der (in F i g. 5) auf der Unterseite Spannungsteiler auftretenden Spannungen liegen in

des Stators 2' verlaufenden Abschnitte der Teilwick* 15 Reihe. Zum Abgleich auf Stör-Minimum werden zu-

lungen ist der Stator durch zwei zylindrische Mäntel nächst beide Spannungsteiler in ihre Maximalstellung

17 und 18 ergänzt, die eine weitere ringförmige gebracht. Sodann wird der Spannungsteiler 21 bzw.

Kammer bilden. 22 jener Teilwicklung, in der die größere Stör-Teil-

Sofern die Lage des Drehzahlgebers gegenüber spannung induziert wird, so eingestellt, daß die einem elektromagnetischen Störfeld oder gegenüber ao Summe der gegenphasigen Stör-Teilspannungen der der Resultierenden von mehreren Störfeldern derart beiden Teilwicklungen 12 und 13 an den Ausgangsist, daß in den beiden Teilwicklungen gleich große klemmen 23 und 24 zu Null wird bzw. ein Minimum Störspannungen erzeugt werden, ergibt sich bei der erreicht.

Summierung der induzierten Spannungen eine voll- An Stelle von zwei magnetischen Kreisen könnte

ständige Kompensation der Störspannungen. Die op- i₅ der erfindungsgemäße Drehzahlgeber auch zwei über

timale Lage des Stators kann ermittelt werden, indem den Umfang des Stators verteilte Gruppen von ma-

dieser um die Rotorachse so lange verdreht wird, bis gnetischen Kreisen bilden. Hierbei kann auf einen

die Summe der beiden gegenphasigen Stör-Teilspan- Kreis der ersten Gruppe jeweils ein Kreis der zweiten

nungen zu Null wird bzw. ein Minimum aufweist. Gruppe folgen. Die den Kreisen der beiden Gruppen

Man kann aber auch dann ein Minimum der Stör- 30 zugeordneten Teilwicklungen sind innerhalb jeder spannung erreichen, wenn die in den beiden Teil- Gruppe in Reihe geschaltet Die weitere Zusammenwicklungen erzeugten Stör-Teilspannungen ungleiche schaltung erfolgt sinngemäß wie bei den an Hand der Amplitude haben. Die beiden Teilwicklungen des Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ι 2 '

   summierter efed, derart, daß auch bei imsymme-Patentanspröcbe: triscber Enwöewmg eines elektromagnetischen

   Störfeldes die Summe der Störspannungen zu 1. Induktiver Drehzahlgeber mit einem magne· Null wird,

   tisch erregten, eine Induküonswiekiung aufneb- S menden Stator und einem den magnetischen Kreis schließenden Rotor, der innerhalb zweier

   ringförmiger Bereiche mit dem Stator Luftspalte

   bildet, wobei in zumindest einem dieser Bereiche Stator und Rotor mit gleichartigen Verzahnungen io versehen sind, die eine der Drehzahl des Rotors entsprechende periodische Änderung des magnetischen Flusses bewirken, dadurchgekenn- Die Erfindung betrifft einen induktiven Drebzahlzeichnet, daß der Stator zwei über seinen geber mit eisern magnetisch erregten, eine Induk-